Pametna proizvodnja je održiva proizvodnja

Uspjeh počinje definiranjem proizvodne strategije. Ovaj postupak uključuje procjene prve narudžbe kako bi se razumjeli utjecaji ranih odluka na proizvodne zahtjeve, uključujući određivanje što kupiti od dobavljača, koje komponente proizvoda izrađuju u kući, pažljiv odabir partnera i dobavljača te gdje proizvoditi nove proizvode. Svaka od ovih odluka izravno će utjecati na uspjeh poslovanja - a odabir održivih opcija često je rješenje za dugoročni uspjeh.

Strategije nabave mogu se dramatično promijeniti ako se uzmu u obzir i implikacije korištenja energije, potrošnje resursa, ugljičnog otiska i prakse kružnosti. Umjesto da kupuju komponente s najnižim troškovima za funkcionalne potrebe proizvoda, proizvođači moraju uravnotežiti troškove s povezanim ugljičnim otiskom odabranih komponenti. Materijali i komponente trebaju se nabaviti od dobavljača koji dijeli održiv način razmišljanja, a strategiju premještanja robe treba definirati rano. Srećom, digitalizacija i automatizacija pomažu smanjiti teret povećane složenosti u ovom redefiniranom procesu proizvodne strategije.

Prikupljanjem i analizom relevantnih podataka odluke se mogu donositi s povjerenjem. Ako je za novi proizvod potreban veći proizvodni kapacitet, razumijevanje potreba i ciljeva pogona u digitalnom svijetu može pomoći u određivanju novih lokacija i rasporeda postrojenja kako bi se uravnotežio utjecaj gradnje na okoliš, potrošnja energije iz proizvodnih linija i procijenjene stope proizvodnje. KPI-ovi održivosti, poput energetske učinkovitosti, jednostavniji su sada kada se u digitalnom blizancu mogu procijeniti različiti scenariji.

Ova tehnologija omogućuje donositeljima odluka da simuliraju sve, od rasvjete i kontrole klime do utjecaja njihovog lanca opskrbe na okoliš. Opremljen ovim informacijama od samog početka pomaže organizacijama da donose bolje odluke.

Sljedeća faza integracije održivosti je u dizajnu linija, procesa i postrojenja. Izgradnjom detaljnog modela proizvodnje u digitalnom svijetu, tvrtke mogu simulirati različite scenarije kako bi optimizirale performanse u tvorničkom okruženju.

Kada dizajniraju u digitalnom svijetu, tvrtke mogu implementirati veću automatizaciju i pojednostaviti proizvodnju kako bi izbjegli propuste u učinkovitosti. Na primjer, stroj u praznom hodu ima oportunitetni trošak koji ne radi, ali postoji operativni trošak iz energije koja se crpi, što zauzvrat ima utjecaj na ugljični otisak zasnovan na izvoru te energije, istodobno smanjujući troškove ulaganja fizičkih materijala.

Pokretanje motora dulje nego što je potrebno ili transport materijala dalje nego što je potrebno možda neće imati veliki utjecaj po proizvodu, ali te se neučinkovitosti brzo zbrajaju. Održiva rješenja za ove uobičajene probleme nisu ograničena ni na okruženja zelenog polja. Proces projektiranja odnosi se i na brownfield objekte. Iako se ovo može činiti kao monumentalni pothvat, postiže se reorganizacijom proizvodnih linija kako bi se više proizvodnih kapaciteta uklopilo u isti prostor, ažuriranjem procesa i strojeva kako bi išli korak s rastom tržišta ili ažuriranjem hardverskih sustava radi smanjenja potrošnje energije i instaliranjem infrastrukture poput solarnih nizova ili skladišta baterija kako bi bolje iskoristili obnovljive izvore energije.

Na primjer, švapski proizvođač strojeva, Hugo Beck uspio je transformirati industriju ambalaže i njihovo poslovanje s Digital Twin. Osnaženi Siemensovom tehnologijom, inženjeri su koristili Digital Twin za dizajn stroja koji prilagođava ambalažu dimenzijama proizvoda, optimizirajući performanse digitalnim simulacijama. Zbog svoje inovacije i predanosti pronalaženju rješenja koja zadovoljavaju ekološke i poslovne ciljeve, Hugo Beck smanjio je potrošnju energije za 20 posto, vrijeme puštanja u rad za 50 posto, ambalažni materijal za 30 posto i volumen ambalaže za 10 posto.
Sve u svemu, Digital Twin pomaže tvrtkama da ranije iznesu svoje potrebe i procijeni mnoge različite mogućnosti za pronalaženje održivih procesa. Loše strategije održavanja mogu smanjiti ukupne performanse tvornice za 5 do 20%. Drugim riječima, prekomjerno održavanje jednako je višak potrošnje, što Digital Twin čini vitalnom komponentom za učinkovito poslovanje tvornice.

Planiranje proizvodnje je mjesto gdje ulaganja u digitalizaciju pokazuju vrijednost. Učinkovito korištenje materijala, ljudi i strojeva čini poslovanje učinkovitim. Tu također počinju sveobuhvatne simulacije i validacija zahtjeva kako bi se pomoglo donošenju odluka i odabiru partnera u lancu opskrbe. Štoviše, organizacije mogu stvoriti sigurnije uvjete rada, bolje obučiti radnike i ulagati u obrazovanje i usavršavanje svojih zaposlenika.

Uz uvid u podatke, tvrtke mogu odabrati održive materijale i optimizirati upotrebu sirovina kako bi smanjile stope otpada. Oni također mogu simulirati utjecaj korištenja recikliranih materijala ili odrediti koji dobavljači opreme mogu osigurati povećanu energetsku učinkovitost i popravljivost uz propusnost i troškove. Smanjenje vremena mirovanja smanjuje se potrebe za energijom i jedinični trošak proizvoda, a istovremeno doprinosi smanjenju ugljičnog otiska.

Razumijevanje kada stroj treba održavanje može pomoći u smanjenju prebacivanja tijekom proizvodnje. Slično tome, logističke rute mogu se planirati kako bi se smanjile transportne udaljenosti i povezane emisije ugljika, a istovremeno omogućuju fleksibilnost uz inteligentno upravljanje zalihama u slučaju problema.

Planiranje proizvodnje je način na koji tvrtke mogu izgraditi točke povezivanja kako bi omogućile kružni tok materijala. Razumijevanjem gdje će se rano proizvesti neizbježni otpad, mogu se napraviti planovi za ponovnu uporabu, recikliranje ili prenamjenu preostalih materijala.

Izvođenje proizvodnje ključno je za postizanje ciljeva održivosti, ali praćenje i provedba održivih procesa može biti velika prepreka. Iako simulacija proizvodnje tijekom dizajna pomaže u pronalaženju rješenja, složenost stvarnog svijeta često zahtijeva vezu zatvorene petlje između digitalnih i fizičkih sustava.

Srećom, digitalna rješenja nude mogućnosti za poboljšanje kvalitete i prinosa. Čak se i iskusni proizvođači suočavaju s neučinkovitošću prilikom pokretanja nove proizvodnje, što dovodi do gubitka materijala, energije i vremena. Integriranje podataka iz stvarnog svijeta s digitalnim blizancem omogućuje bržu optimizaciju, potičući i profitabilnost i održivost.

Troškovi energije rastu u nekim regijama, što čini učinkovitost kritičnijom. Gledanje izvršenja kao dijela većeg sustava može otkriti uštede troškova i emisija. Na primjer, učinkoviti motori mogu smanjiti potrošnju energije do 30%, visokoenergetski procesi mogu se uskladiti s proizvodnjom solarne energije, a optimizacija intralogistike može smanjiti nepotrebna tvornička putovanja, smanjujući i potražnju za energijom i ugljični otisak.

Vodeći proizvođač proizvoda za spavanje, Pikolin, ozbiljno je shvatio svoju strategiju održivosti uključivanjem Simatic Scada i alata za upravljanje energijom u svoj novi pogon. Pikolinova nova tvornica integrira proizvodnju od sirovina do gotovih proizvoda, osiguravajući visoku kvalitetu uz maksimalnu učinkovitost. Dizajniran za održivost i profitabilnost, zadovoljava energetske standarde ISO 14001 i 50001, smanjujući troškove i povećavajući produktivnost. Kao rezultat njihovih održivih napora, Pikolinovo postrojenje troši 40% manje prirodnog plina, a ipak ima 30% više proizvodnih kapaciteta, što ilustrira pozitivne rezultate optimizacije postrojenja.

S proizvodnjom u punom jeku, sljedeća faza putovanja je praćenje. Kontinuiranim praćenjem postrojenja i proizvodnje proizvođači mogu proaktivno poboljšati proizvodnju. Prediktivno održavanje strojeva kako bi radili na vrhunskoj učinkovitosti ili otkrivanje problema prije nego što se pojave dio je ove strategije anticipacije. Način na koji ovo praćenje najbolje poboljšava proizvodnju svodi se na KPI-ove poslovanja, ali neki uobičajeni su potrošnja energije za analizu razine strojeva, linija i postrojenja, protok materijala i korištenje resursa te sigurnost radnika,

Automatizacija može ograničiti neergonomske pokrete zaposlenih kako bi ih udaljili od opasnih procesa. Ali istodobno, robotika u tvornici mora biti sigurna za radnike na podu. Ne mogu biti svi automatizirani zadaci potpuno odvojeni, a praćenje bilo kakvih nesigurnih radnih uvjeta bit će neprocjenjivo kako tvornice postaju učinkovitije i održivije.

Konačna promjena na putu održive proizvodnje je optimizacija. To je mjesto gdje tvrtke mogu ostvariti najveću isplatu od ulaganja. Kroz kontinuiranu optimizaciju proizvodnje, proizvođači mogu ostati ispred svojih konkurenata.

Integriranje IT i OT podataka omogućuje upraviteljima postrojenja da identificiraju i predvide trendove koji im omogućuju proaktivno prilagođavanje operacija i nabavke materijala kako bi se prilagodili neplaniranim poremećajima. To im omogućuje praćenje potrošnje energije, potrošnje vode i podataka dobavljača kako bi se utvrdio ugljični otisak proizvodnih procesa u cijelom lancu vrijednosti.

Osim toga, kada stroj ili dio proizvodnog procesa ne uspije, treba ga pogledati s okom radi popravka i obnove. Imati digital twin proizvodnje u zatvorenoj petlji s proizvodnjom pomaže u donošenju odluka poput toga gdje modificirati opremu kako bi se spriječili kvarovi, koje dijelove zamijeniti i kako najbolje slijediti postupke popravka.

Na primjer, tekstilna tehnologija Spinnova ubrzala je njihovu proizvodnju vlakana integrirajući automatizaciju i digitalnu tehnologiju blizanaca, optimizirajući operacije i smanjujući vrijeme za stavljanje na tržište. Virtualno puštanje u rad pojednostavilo je tvorničko postavljanje, dok je analiza podataka u stvarnom vremenu poboljšala učinkovitost, identificirala uska grla i osigurala dosljednu kvalitetu od sirovina do gotovih vlakana. Optimizacija energije dodatno je ojačala poslovanje, čineći proizvodnju tvrtke otpornijom i isplativijom. Koristeći Siemens Xcelerator tehnologije, Spinnova ne samo da se brže skalirala, već je postavila i novo mjerilo za održivu proizvodnju, dokazujući da učinkovitost i odgovornost za okoliš mogu ići ruku pod ruku u tekstilnoj industriji.